소변검사(Urinalysis)

개요

검체의 채취

• 깨끗하게 채취한 중간뇨(mid-stream clean collection)
• 소변채취 2시간 내에 검사
• 소변채취 전 회음부 소독을 하는 것은 큰 의미가 없음

육안적 검사

• 소변의 색깔, 투명도, 냄새의 변화

색깔

• 정상 소변색: 노란색[유로크롬(urochrome) 색소에 기인]; 옅은 노란색~진한 노란색(수분 섭취량에 따라)
• 무색에 가까운 소변은 매우 희석된 소변이거나 요붕증일 수 있음
• 비정상적인 변화: 붉은색(m/c) (연붉은색-검붉은색), 검은색, 녹색, 청색 및 우유색 등

투명도

• 정상 소변의 투명도: 매우 높지만 백혈구나 세균이 많으면 혼탁해지고 요산 결정체나 불용성 인산이 많아도 투명도가 낮아짐
• 뿌연 소변(cloudy urine)
  • 보통 alkaline urine의 precipitated phosphate crystal에 의함
  • 농뇨(pyuria)도 원인이 될 수 있으므로 주의

냄새

• 정상 소변 냄새: 연한 방향제 냄새
• 심한 냄새(strong odor)
  • 보통 요로감염에 의한 것보다는 소변의 농축 때문
  • 세균이 과도하게 자라면 암모니아 냄새나 부패한 냄새가 남

요시험지 검사(Dipstick urinalysis)

pH

• 소변 pH는 시약띠에 포함된 methyl red나 bromophenol blue의 변색에 의하여 결정
• 산성 → 주홍색, 알칼리성 → 파랑색
• 정상치: 4.5-8.0(섭취한 음식이나 수분량에 따라 다양한 분포); 아침 첫소변 기준: 대개 약산성이거나 중성(5.0-6.5)
• serum pH를 반영 (Renal tubular acidosis가 있을 경우는 제외)

• 아침 첫 소변이나 Acid loading 후의 소변에서 pH >5.5 이면 RTA를 의심
  • type I (distal) RTA: serum은 산성이나 소변은 알칼리성 → 수소이온을 소변으로 배출하지 못함
  • type II (proximal) RTA: serum은 산성이나 소변은 알칼리성 → bicarbonate를 재흡수하지 못함
• UTI + 알칼리성 소변(>7.5) +/- magnesium-ammonium phosphate crystals or staghorn calculi → 요소분해균(urea-splitting organism)에 의한 요로감염 의심
  • Proteus mirabilis, Klebsiella, Pseudomonas, Providencia, Staphylococcus
  • 오래 방치된 소변일 경우 세균에 오염되어 요소가 분해되어 암모니아로 되기 때문에 알칼리로 되는 경우가 있음

요비중(Specific gravity)

• 소변에 용해된 용질의 이온 농도에 의해 결정; 신장의 농축능과 희석능 추정가능
• 소변삼투압(urine osmolality)와 비례하여 증가하며 체내 수분 상태를 반영
  • 요비중으로 간단히 소변 삼투압 농도(mOsm) 추정가능[소변mOsm = (요비중 - 1.000) × 40,000]
  • 소변에 당, 단백질 및 조영제가 존재하면 요비중이 소변 삼투압에 비하여 상대적으로 높게 측정됨
• 정상치: 1.003-1.030(수분 섭취량에 따라 1.001-1.035까지 넓게 분포가능)
  • 무작위뇨에서 비중이 1.023 이상 → 요농축능 정상; 1.007 이하 → 요희석능 정상
  • <1,010: 상대적 수분과다(relative hydration)
  • >1,020: 상대적 탈수(relative dehydration)

• 요비중이 일정하게 낮은 등장뇨(isothenuria, 1.010): 희석능과 농축능이 사라진 심한 신손상 → 만성신부전 등의 intrinsic renal ds.가 있을 경우 소변을 농축시키지도, 희석시키지도 못하므로 SG가 1.010 으로 고정됨
• 요비중이 지속적으로 1.007 이하로 낮은 저장뇨(hypothenuria): 급성 신우신염
• 농축이 전혀 안되는 소변(요비중 1.000): 요붕증

포도당(Glucose)

• 정상적으로 포도당은 glomerulus 에서 여과된 후 proximal tubule에서 100% 재흡수 됨 → 당뇨병 등으로 혈당이 높아질 경우 재흡수 능력을 초과하여 요당이 배설됨
• 요당은 소변이 만들어질 당시 혈당을 반영하고 현재 혈당을 반영하지는 못함
• 해석에 주의할 점
  • 위양성: 소변에 과산화효소 같은 산화 물질이 존재는 경우
  • 위음성: 환원제인 비타민 C나 높은 농도의 케톤(>40 mg/dL)이 존재하는 경우; 검체가 오래된 경우(세균이 포도당을 사용하므로)
  • 요당이 양성이면서 혈당이 정상이면 유전성 신세뇨관 질환(예. Fanconi syndrome)인 신성 당뇨일 수 있음(proximal tubule의 포도당 재흡수 기능이 저하되므로 고혈당 없이도 포도당 검출가능)

Ketone

• (+)인 경우
  • 조절이 잘 안된 당뇨병
  • 발열 질환, 탈수, 선천 대사이상 질환, 심한 운동 및 금식 등
  • 신질환과의 관련성은 별로 없음

Bilirubin/Urobilinogen

• 빌리루빈: 정상인의 소변에는 없음
• Urobilinogen: 정상인의 소변에 소량 존재
• 간질환 특히 황달의 감별 진단에 유용하며 빌리루빈이 양성이고 Urobilinogen이 음성이면 담도 폐색을 의미함
• 포합빌리루빈은 담즙을 통해 배설되고 하부소장과 대장에서 세균에 의해 다시 deconjugation 되고 대부분 환원되어 urobilinogen이 되어 배설됨. 장내 빌리루빈과 urobilinogen의 일부인 장간순환(entero-hepatic circulation) 에 의해 다시 간으로 가지만 소량의 urobilinogen은 신장을 통해 배설됨 → 건강한 사람에게도 소량의 urobilinogen이 검출될 수 있음
• 비포합 빌리루빈(deconjugated bilirubin, indirect bilirubin)은 정상인의 경우 알부민과 결합되어 있어서 소변으로 배설되지 않음
• 용혈 빈혈 → 빌리루빈의 생산량이 많아지고 장내 비포합빌리루빈과 urobilinogen의 양이 많아져 장간순환이 증가하게 되고 이 중 urobilinogen 만 소변으로 배설되어 강양성으로 검출됨
• 담도폐쇄 → 포합된(conjugation) bilirubin이 배설되지 않으므로 urobilinogen(-) 이지만 conjugated bilirubin이 backflow에 의해 혈중으로 유리되어 혈중농도 증가되고 소변으로 배설되어 요중 빌리루빈이(+)로 나오게 됨
• 간염과 같은 간 실질 장애 → bilirubin 배설 장애와 함께 장내 urobilinogen도 감소하여 장간순환량이 줄게 되지만 간을 통해 다시 배설되는 기능이 떨어져 있어서 혈중 urobilinogen 농도는 증가하고 소변으로 배설되게 됨 → 요중 conjugated bilirubin증가

Nitrite, NO2

• 아질산염(+): 질산염(Nitrate)을 아질산염(Nitrite, NO2) 로 환원시키는 세균(주로 그람음성간균: E. coli, Staphylococcus, Klebsiella, Aerobacter, Proteus, Citrobacter, Pseudomonas 등)에 의해 형성
  • 양성반응: 소변 내 의미있는 요로감염균(>105/mL) 존재(요로감염의 80-90%에서 양성)
  • 음성 반응: 무균성 소변
• 세균이 질산염을 아질산염으로 환원시킬 수 있는 시간이 4-6시간 걸리므로 방광 내 저류 시간이 이보다 짧으면 음성으로 나올 수 있음
• 위양성: 회음부나 요도구 주위에 존재하는 적은 양의 세균에 의해서도 양성 가능
• 위음성: 오래된 소변, 항생제 투여 후

Leukocyte esterase

• leukocyte esterase: 중성구로부터 생성됨. 소변 내 WBC가 있음을 시사
• 시약띠의 에스테르 화합물이 가수분해되어 자색으로 변하면 양성
• 소변 내 백혈구의 존재(농뇨)를 의미하는 간접검사
  • 요침사 현미경분석의 백혈구 증가(>5개/HPF)와 함께 요로감염을 시사
  • 요로감염 초기에는 LE가 음성일 수 있고 요로감염이 아니어도 질염 등으로 양성일 수 있음
  • 용해된 중성구만 존재하는 경우에는 LE는 양성이지만 현미경 검사에서는 백혈구가 관찰되지 않을 수도 있음 
• 위양성: 농축된 소변
• 위음성: 비타민C 등의 환원제 복용

단백질

(참조) "단백뇨"

적혈구, 잠혈(RBC, Occult blood)

(참조) "혈뇨"

현미경 검사(Microscopic analysis)

• dipstick 요분석의 정확도를 높이기 위하여 추가적으로 시행하는 정량적 검사
• 세포(적혈구, 백혈구, 상피세포), 세균, 원주(cast), 결정체

세포(Cells)

• 소변내의 적혈구, 백혈구, 상피 세포, 세균의 존재

적혈구

• 정상 적혈구 수: 고배율시야(HPF, 400배)에서 대부분(94%) 2개 미만
• 위음성: 희석뇨, 알칼리뇨
• 이형 적혈구: 중등도의 단백뇨(>2+)와 적혈구 원주(RBC cast)와 함께 사구체 혈뇨임을 시사

백혈구

• 정상 백혈구: 대부분 중성구, ≤2/HPF; 농뇨(백혈구뇨): >5/HPF
• 농뇨(pyuria) 요로감염(m/c), 초기에는 음성일 수 있으므로 농뇨가 없다고 요로감염을 완전히 배제할 수는 없음
• 무균성 농뇨(sterile pyuria): 부분 치료된 요로감염, 질염, 발열, 사구체 신염, 사이질신염, 결핵균 및 혐기성 세균에 의한 감염

상피세포

• 신세뇨관 상피세포, 이행 상피세포, 편평 상피세포
• 신세뇨관 상피세포: 정상에서 소량 관찰; ≥15개/HPF → 신세뇨관손상(신세뇨관괴사, 신유두괴사, 이식편거부반응 등)을 의미
• 이행상피세포: 요로계의 염증을 의미하나 다량이면 이행상피세포암 시사
• 편평 상피세포: 요도에서 박리되나 질 상피세포의 오염일 가능성이 높음

세균

• 원심분리하지 않은 소변에서 세균이 수개 관찰되면 요로감염 시사 
• 균사형 분지나 출아형태의 진균: 진균 요로감염, 대부분 칸디다 종

원주(Casts)

• 신세뇨관에서 Tamm-Horsfall 점액 단백의 교질화에 의하여 형성

① 세포 원주는 시간이 지나면 점차 변성되기 시작하는 데 과립상 원주(granular cast)를 거쳐 넓은 원주인 납양 원주(waxy cast)가 된다. 

② 노란색의 치밀하고 굴절률이 높은 것이 과립상 원주와 다르다.

결정체(Crystals)

• 장시간 방치된 소변에서 흔히 나타나지만 요로 결석에서는 임상적 의미가 큼 
• 요로 결석에서는 결정체가 결석의 원인을 판단할 수 있는 근거를 제공
• 결정체의 형성은 소변의 산성도에 따라 다름
  • 산성 소변: 수산칼슘, 황산칼슘, 무정형 요산염 등
  • 산성-중성 소변: 시스틴, 뮤신, 티로신, 콜레스테롤, 설파제, 조영제 등
  • 염기성 소변: 인산칼슘, 탄산칼슘, 비정형 인산염 등
• 주요 결정체
  • 시스틴 결정체: 특징적인 육각형 구조, 시스틴뇨증
  • 아미노산 결정체: 선천 아미노산 대사이상 질환
  • 콜레스테롤 결정체: 신증후군
  • triple phosphate 결정체: 정상 또는 요로감염과 관련될 수 있음(보통 Proteus spp.)

참고자료

• Simerville JA, Maxted WC, Pahira JJ. Urinalysis: a comprehensive review. Am Fam Physician 2005;71(6):1153–62.
• Lee SJ. The Clinical Use of Routine Urinalysis. J Korean Soc Pediatr Nephrol 2013;17:35-41
• 김동언, 소변검사 이상 소견에 대한 해석 및 가이드라인, J Korean Acad Fam Med, vol. 27, No.4, 2006